挖掘工具的耐磨构件附接系统的制作方法

本公开大体涉及结合挖掘使用的装备及执行的操作，且在下述一个示例中，更具体提供了一种用于挖掘工具的耐磨构件附接系统。

背景技术：

能够在挖掘工具上方便地安装并更换耐磨构件是有用的。但是，考虑到之后的磨损，耐磨构件应该以使耐磨构件牢牢固定到挖掘工具的方式来附接，并且提供与该工具的可靠分离。因此，可容易理解在将耐磨构件附接到挖掘工具的领域中总是需要改进方案。

附图说明

图1是挖掘工具的示例的代表性立体图，其中挖掘工具可以包含体现本公开的原理的耐磨构件附接系统。

图2是一区段可作为一部分图1所示的工具的唇部的代表性平面放大图。

图3是沿图2的线3-3截取的唇部区段的代表性剖视图。

图4是附接系统的保持器(retainer)的示例的代表性剖视图，该保持器被接收在唇部区段的开口中。

图5是沿图4的线5-5截取的保持器的代表性平面图。

图6是在位于唇部区段上的适配器的示例的代表性剖视图，其中闩扣(latch)安装在保持器上。

图7是沿图6的线7-7截取的适配器和保持器的代表性后视图。

图8是安装有闩扣的适配器和保持器的代表性剖视图。

图9是沿图8的线9-9截取的适配器和保持器的代表性后视图。

图10是安装有闩扣的保持器的代表性平面图。

图11是适配器和保持器的代表性剖视图，其中保持器的支座(abutment)偏置而与唇部开口接合。

图12是位于唇部开口中的保持器的另一示例的代表性剖视图。

图13是图12的保持器的代表性平面图。

图14是位于唇部区段上的保持器和适配器的代表性剖视图。

图15是沿图14的线15-15截取的保持器和适配器的代表性后视图。

图16是适配器的闩扣移动至接合位置的保持器和适配器的代表性剖视图。

图17是沿图16的线17-17截取的保持器和适配器的代表性后视图。

图18是保持器和适配器的代表性剖视图，其中闩扣完全接合，并且其中保持器的支座偏置而与唇部开口接合。

具体实施方式

图1中代表性示出了能够体现本公开的原理的挖掘工具10的示例。在图1的示例中，工具10是作为电铲(cable shovel)的“挖掘部”或“铲斗”的已知类型，但是应该清楚理解的是，其它类型的挖掘工具可以运用本公开的原理。

如图1所示，工具10被旋转，而使该工具的接地侧清晰可见。从这个角度来看，可以看出多个齿12安装在工具10上，用于刺穿土地。

在工具10的使用期间，这些齿12通常很快会被磨损或者损坏，所以齿的更换应该方便、经济、迅速且安全地完成。根据本公开的原理，通过使用特定构造的适配器14来实现这些目的，适配器将齿12可释放地固定到工具10的唇部16的前缘。

齿12和适配器14仅仅是使用本公开的原理而能够固定且方便地附接到挖掘工具的耐磨构件的示例。其它耐磨构件的示例包括护罩(shroud)28、30。因此，本公开的范围不限于使用任何具体类型的耐磨构件。

图2中代表性地示出了唇部16的前区段的平面放大图。本文使用的术语“向前”用来表明朝向唇部16的前缘18的方向，而术语“向后”用来表明远离唇部的前缘的方向。

图2所示的这区段唇部16用于将其中一个适配器14安装到唇部。其中一个唇部区段用于安装每个适配器14。因此，唇部16包括图2所示的一系列侧向间隔的区段。相似的唇部16区段可以用于安装每个护罩28、30。但是，本公开的范围并不局限于使用任何特殊类型的唇部区段来附接耐磨构件。

图3示出沿图2的线3-3截取的唇部16区段的剖视图。在这个图中，可以看到的是，唇部16包括衬垫20、22(本领域技术人员所知的“配合衬垫”)。开口24邻近衬垫20地穿过唇部16延伸。

优选地，唇部16的相反侧上的衬垫20彼此间隔一已知距离，且在已知的尺寸公差内。同样地，唇部16的相反侧上的衬垫22优选地彼此间隔一已知距离且在已知的尺寸公差内，而且卷绕唇部16的前部18以提供前表面26，在工具10的穿透地面的运动期间，前表面26接合并推动适配器14。

此时再参考图4，图4代表性示出了耐磨构件附接系统34的保持器32的示例。穿过唇部16延伸的开口24中接收保持器32。保持器32用于将耐磨构件(如适配器14、护罩28、30等)固定且可释放地附接到唇部16。

在图4的示例中，保持器32包括本体36、凸轮38、支座40、螺纹构件42、轴44以及偏置装置46。本体36包含且支撑其它元件，并且可以构造为任何数量的区段。

凸轮38例如借助销48可旋转地安装在本体36中，销48穿过凸轮和本体侧向延伸。因此，凸轮38绕相对于工具唇部16侧向定向的轴线50旋转。

凸轮38上形成有螺旋构造的凸轮表面52。凸轮表面52接合支座40。通过这种方式，凸轮38的旋转导致支座40的位移。

如图4所示，支座40处于收缩位置，使保持器32便于安装在开口24中，并使耐磨构件安装在唇部16上，以下将会更全面描述。凸轮38顺时针的旋转(如图4所示)将导致支座40相对于保持器32的本体36向外和向前移动，从而使支座最终接触开口24的前侧54。

为了凸轮38的旋转，螺纹构件42与凸轮上形成的齿56接合。因此，螺纹构件42绕轴线58的旋转导致凸轮38的旋转。应该注意的是，轴线58正交于轴线50，这个设置是为领域技术人员所知的“蜗杆驱动”的类型。但是，在其它示例中可以使用其它设置(如，其它类型的齿轮驱动或其它类型的旋转致动器)。

通过旋转一轴44使螺纹构件42旋转。例如，在轴44上可以设置六角结构，从而能够用普通的手动工具(如合适的套筒和棘轮)旋转该轴，轴上可以设置槽口或十字头，从而可以使用螺丝刀等旋转该轴。本公开的范围并不局限于导致轴44和/或螺纹构件42旋转的任何特定方式。

在图4的示例中，螺纹构件42可以相对于轴44滑动或往复运动。轴44具有六边形截面形状，螺纹构件42具有相应的内六边形形状。因此，这些六角形形状之间的接合防止螺纹构件42与轴44之间相对旋转，但是允许螺纹构件在轴上的轴向移动。当然，根据本公开的原理可以使用其它形状。

偏置装置46向螺纹构件42施加向下(如图4所示)的偏置力。除非克服这个偏置力，否则螺纹构件42保持在图4所示的位置。

此外，另参考图5，图5代表性示出了保持器32的平面图。在这个图中，可以容易地看出轴44的六边形形状。

此外，应该注意的是，本体36上形成有“燕尾”形榫60。榫60用于将闩扣附接到本体36，以下将会更全面描述。

此时再参考图6，适配器14被示为位于唇部16上。适配器14中具有与衬垫20、22接合的表面。保持器32用于向后偏置适配器14，使其保持与唇部16的前表面26接触，从而将适配器固定到唇部，且防止或至少缓解适配器和唇部的磨损。

应该注意的是，适配器14作为耐磨构件的示例，用以展示附接系统34可以在实践中使用。根据本公开的原理，其它类型的耐磨构件可以使用该系统34附接。

如图6所示，闩扣62附接到保持器32的本体36。紧固件64用于将闩扣62固定到保持器本体36。闩扣62具有与本体36上的榫协作接合的燕尾形内榫眼66。

闩扣62被构造成：在将闩扣62固定到保持器本体36之后，防止适配器14从唇部16移离。闩扣62将接合适配器14中形成的台肩68，从而限制适配器相对于唇部16向前位移。

此时再参考图7，图7代表性示出了位于唇部16上的适配器14的后视图。在这个图中，可以看出，适配器14中形成的向后延伸的突出部70与保持器本体36中形成的槽口72协作接合。台肩68(见图6)在突出部70的前端。

此外，参考图8，图8代表性示出了附接系统34，其中闩扣62固定到保持器本体36。此时防止适配器14与唇部16移离。但是，支座40保持在其收缩位置，所以适配器14尚未被保持器32向后偏置。

此时再参考图9，图9代表性示出安装了闩扣62的唇部16上的适配器14的后视图。在这个图中，可以清楚看到闩扣62挡住突出部70的前端的方式。

此时再参考图10，图10代表性示出了闩扣62被固定到保持器32的平面图。在这个图中，可以清楚看到燕尾榫60和榫眼66协作而将闩扣62牢固定位在保持器本体36上的方式。

此时再参考图11，图11代表性示出了附接系统34，在旋转凸轮38之后使支座40向前移动而与开口24的前侧54接触。为了旋转凸轮38，轴44绕其轴线58(见图4)旋转，从而导致螺纹构件42旋转。螺纹构件42的这个旋转(连同螺纹构件与凸轮齿56之间的协作接合)产生凸轮38的旋转。

随着凸轮38旋转，凸轮表面52与支座40之间的接合导致支座沿相对于保持器本体36的向前方向移动。最终，支座40接触开口24的前侧54。此时，凸轮38进一步的旋转将使支座40抵靠开口24的前侧54的向前偏置递增。

支座40抵靠唇部16的这个向前偏置产生保持器本体36和闩扣62的反应向后偏置。闩扣62与台肩68之间的接触将向后偏置传递到适配器14，从而使保持器相对于唇部16向后偏置。因此，凸轮38因轴44和螺纹构件42的旋转而发生的旋转产生适配器14相对于唇部16的向后偏置。

在支座40接合开口24的前侧54(进而防止支座相对于本体36进一步向前位移)之后，凸轮38的继续旋转导致施加到支座的向前偏置力逐步增大。因此，必须通过螺纹构件42向凸轮齿56施加更多的力，从而产生凸轮38的相应的进一步旋转。

最终，螺纹构件42向凸轮齿56施加的力超过偏置装置46施加的偏置力，螺纹构件开始在轴44上向上(如图11所示)移动。在图11的示例中，螺纹构件42相对于轴44向上移动，从而压缩以绕轴螺旋延伸的压缩弹簧形式的偏置装置46。

随着偏置装置46被压缩，偏置装置施加的偏置力增大。这个增大的偏置力通过螺纹构件42施加到凸轮齿56，所生成的增大的向前偏置力通过凸轮表面52施加到支座40。

在偏置装置46中储存能量，因而即使操作期间在适配器14与唇部16之间可能发生磨损，保持器32仍将继续使适配器向后偏置而与唇部接触。应该注意的是，其它示例中可以使用除了压缩弹簧之外的偏置装置，这并不背离本公开的原理。

此时再参考图12-18，其中代表性示出了附接系统34的另一示例。由于图12-18的示例在很多方面类似于图4-11的示例，因此图12-18中的相似元件使用相同的附图标记。

在图12中，保持器32示为被接收在唇部16的开口24中。支座40在该点处于收缩位置。

应该注意的是，除了轴44上的螺纹构件42之外，另一螺纹构件74可往复运动地布置在轴上。螺纹构件74与轴44一起旋转，并能够相对于轴进行轴向移动，类似于螺纹构件42设置在轴上的方式。但是，螺纹构件74在这个示例中用于使闩扣62相对于保持器本体36移动。

不同于最初将闩扣62与本体36分离，然后在安装适配器14之后固定到本体(如图4-11的示例)，图12-18的示例的闩扣最初可往复运动地布置在本体上，并响应于螺纹构件74的相应旋转而在接合位置与分离位置之间移动。螺纹构件74可以接合闩扣62上形成的齿76，从而使闩扣62在其接合位置与分离位置之间移动。

在图12中，闩扣62处于其分离位置。螺纹构件74被偏置装置78向下偏置(如图12所示)，因而在轴44适当旋转时，螺纹构件74将完全接合齿76并使闩扣62向上移动至其接合位置，以下将会更全面描述。

在图13中代表性示出了保持器32的平面图。在这个图中，可容易看出榫60和榫眼66最初接合而使闩扣62滑动固定到本体36的方式。

在图14中代表性示出了在适配器14定位在唇部16上之后的附接系统34。闩扣62保持在其分离位置，所以保持器32尚未防止适配器14与唇部16移离。

在图15中代表性示出了适配器14和保持器32的后视图。在这个图中，可以看出的是，凹陷部80形成在闩扣62上，从而使闩扣没有接触突出部70的前端的台肩68(见图14)。因此，在此点处，保持器32不能使适配器14向后偏置。

在图16中，轴44已旋转而使闩扣62移动至其接合位置，并且旋转凸轮38，因而支座40接触开口24的前侧54。优选地，螺纹构件42、74、齿56、76、凸轮38以及闩扣62的尺寸被适当确定，使闩扣在支座40对开口24的前侧54上施加向前偏置力之前处于其接合位置。

应该注意的是，在闩扣已移动至接合位置之后，螺纹构件74与闩扣62上的齿76分离。螺纹构件74可以随着轴44的旋转而在轴44上向下轴向移动(如图16所示)，压缩偏置装置82，直到螺纹构件74与齿76分离。

因此，当闩扣62移动至其接合位置时，轴44和螺纹构件74的继续旋转将导致螺纹构件74抵抗偏置装置82施加的偏置力而向下移动，直到螺纹构件74与齿76脱离。此后，偏置力迫使螺纹构件74与齿76接合，从而使轴44和螺纹构件74的反向旋转可以用于在需要从唇部16移离保持器32和/或适配器14时将闩扣62移回其分离位置(见图14)。

在图17中，可以容易看到处于接合位置的闩扣62防止适配器14从唇部16移离的方式。在闩扣62的向上移动的接合位置(如图17所示)，凹陷部80从突出部70偏离，所以闩扣可以结合突出部70的前端上的台肩68(见图16)。

在图18中代表性示出了旋转凸轮38而使支座40抵靠开口24的前侧54向前偏置之后的附接系统34。为了旋转凸轮38，进一步旋转轴44(在图16中未示出)，从而导致螺纹构件42进一步旋转。螺纹构件42的这种旋转连同螺纹构件42与凸轮齿56之间的协作接合会产生凸轮38的进一步旋转。

随着凸轮38进一步旋转，凸轮表面52与支座40之间的接合使支座40抵靠开口24的前侧54的向前偏置逐渐增大。支座40抵靠唇部16的这个向前偏置产生保持器本体36和闩扣62的反应性的向后偏置。

闩扣62与台肩68之间的接触将向后偏置传递到适配器14，从而使保持器14相对于唇部16向后偏置。因此，凸轮38因轴44和螺纹构件42的旋转而发生的进一步旋转产生适配器14相对于唇部16的向后偏置。

在支座40已接合开口24的前侧54(进而防止支座相对于本体36进一步向前位移)之后，凸轮38的继续旋转导致施加到支座的向前偏置力逐步增大。因此，必须通过螺纹构件42向凸轮齿56施加更多的力，以此产生凸轮38的相应的进一步旋转。

最终，螺纹构件42向凸轮齿56施加的力超过偏置装置46施加的偏置力，螺纹构件42开始在轴44上向上移动(如图18所示)。在图18的示例中，螺纹构件42相对于轴44向上移动，从而压缩偏置装置46。

随着偏置装置46被压缩，偏置装置施加的偏置力增大。这个增大的偏置力通过螺纹构件42施加到凸轮齿56，所生成的增大的向前偏置力通过凸轮表面52施加到支座40。在偏置装置46中储存能量，因而即使操作期间在适配器14与唇部16之间可能发生磨损，保持器32仍将继续使适配器向后偏置而与唇部接触。

应该注意的是，当偏置装置46被压缩一定量(如果需要)时，螺纹构件42可以与凸轮齿56分离，从而使预定最大偏置力(所生成的施加到凸轮38的力矩)通过轴44和螺纹构件42的旋转而产生。替代性地，预定力矩可以施加到轴44，以产生施加到适配器14的所需向后偏置力。

现在可以完全理解的是，上述公开提供了将耐磨构件附接到挖掘工具领域的显著改进。在上述示例中，附接系统34可以用于方便且可靠地将适配器14或其它耐磨构件固定到唇部16，以及用于使适配器或其它耐磨构件抵靠唇部的前部向后偏置，以减小磨损。

上述公开为现有技术提供了一种用于挖掘工具10的耐磨构件附接系统34。在一示例中，系统34可以包括保持器32，保持器32包括支座40，其接合穿过挖掘工具10的唇部16延伸的开口24的前侧54。保持器32还包括凸轮38。凸轮38的旋转使支座40相对于保持器32的本体36向前移动。

凸轮38可以绕相对于挖掘工具的唇部16侧向定向的轴线50旋转。

凸轮38的齿56可以接合螺纹构件42，螺纹构件42绕轴线58旋转。螺纹构件的轴线58可以正交于轴线50，凸轮38绕轴线50旋转。

凸轮38的齿56可以接合第一螺纹构件42。第一螺纹构件42可以能往复运动地布置在轴44上。

第二螺纹构件74也可往复运动地布置在轴44上。第二螺纹构件74可以接合闩扣62的齿76，而闩扣62可以响应轴44和第二螺纹构件74的旋转而移动。

响应于轴44和第二螺纹构件74的旋转，闩扣62可以移动至接合位置，这样防止耐磨构件14、28、30从挖掘工具的唇部16移离。随着闩扣62移动至接合位置，第二螺纹构件74可以与闩扣齿76分离。

在第二螺纹构件74与闩扣齿76脱离的状态下，轴44的旋转可继续而使凸轮38旋转并向前移动支座40。系统34可以包括偏置装置78、82，偏置装置使第二螺纹构件74朝向与闩扣齿76的接合进行偏置。

凸轮38的齿56可以接合螺纹构件42，以及偏置装置46可以在螺纹构件42上施加偏置力。偏置力可以响应支座40的不连续向前位移和/或响应轴44上的螺纹构件42的位移而增大。

偏置力可以向前偏置支座40。偏置装置46可以绕轴44螺旋延伸。

上述公开还为现有技术提供了用于挖掘工具10的耐磨构件附接系统34的另一示例。在这个示例中，系统34包括保持器32，保持器32包括凸轮38和支座40。凸轮38的旋转使支座40相对于保持器32的本体36向外移动。支座40的位移沿正交于凸轮38的旋转轴线50的方向。

凸轮的旋转轴线50可以相对于挖掘工具10的唇部16侧向定向。

凸轮38的齿56可以接合螺纹构件42。螺纹构件42的旋转轴线58可以正交于凸轮的旋转轴线50。

第二螺纹构件74可以接合闩扣62的齿76。响应于轴44和第二螺纹构件74的旋转，闩扣62移动至接合位置，这样防止耐磨构件14、28、30从挖掘工具10移离。随着闩扣62移动至接合位置，第二螺纹构件74可以与闩扣齿76脱离。

第二螺纹构件74与闩扣齿76分离，则轴44的旋转可以继续而使凸轮38旋转并沿该方向移动支座40。偏置力可以响应于支座40沿该方向的不连续位移而增大。偏置力可以使支座40沿该方向偏置。

保持器32可以被接收在穿过挖掘工具10的唇部16延伸的开口24中。

虽然以下已经描述多个示例，且每个示例具有某些特征，但应该理解的是，一个示例的特定特征未必排他地用于该示例。相反地，上述和/或附图所示的任何特征均可以结合任何示例，附加或替代那些示例的任何其它特征。一个示例的特征与另一示例的特征并非相互排斥。相反地，本公开的范围包含任何特征的任何组合。

虽然每个上述示例均包括特征的某种组合，但应该理解的是，未必使用示例的所有特征。相反地，可以使用任何上述特征，而不使用任何其它多个特殊特征或某一特殊特征。

应该理解的是，在没有背离本公开的原理的情况下，本文所述的多个实施例可以采用多种定向，如倾斜、颠倒、水平、竖直等，以及采用多种构型。这些实施例仅作为本公开的原理的有利应用的示例来描述，本公开并不局限于这些实施例的任何特定细节。

在代表性示例的上述说明中，为了方便参考附图而使用方向性术语(如“之上”、“之下”、“上”、“下”等)。但是，应该清楚理解的是，本公开的范围并不局限于这里所述的任何特殊方向。

在说明书中以非限制性的方式使用术语“包括”、“包含”和类似术语。例如，如果系统、方法、装置、设备等被描述为“包括”某一特征或元件，则该系统、方法、装置、设备等包括该特征或元件，并且还可以包括其它特征或元件。同样地，术语“包含”被认为是指“包括，但并不局限于”。

当然，在仔细考虑本公开的代表性实施例的上述说明的情况下，本领域技术人员可以容易理解的是，可以对特定实施例作出很多修改、添加、替代、删除和其它更改，本公开的原理能够预期这些更改。例如，在其它示例中，作为单独形成而公开的结构可以整体形成，反之亦然。因此，前述据悉说明被清楚理解为仅通过说明和示例而给出，本发明的精神和范围仅由所附权利要求书和它们的等价方案限制。